CN112696989A - 一种基于继电器控制的弹道修正装置 - Google Patents

Abstract

一种基于继电器控制的弹道修正装置。涉及基于继电器控制的弹道修正装置。提出了一种可用于高旋转稳定型飞行器或炮弹的弹道修正，该方案的装置在外弹道过程中依据卫星终端实现定位和弹道测量，通过控制单元计算飞行误差并发出指令，能够在弹药飞行过程中进行舵面控制并提供弹道修正力，以较低的代价和成本解决了高旋转弹体飞行时所需要的法向控制力，使传统弹药具有制导能力，提高弹药打击精度的基于继电器控制的弹道修正装置。包括中空轴、舵环、电磁继电器、衔铁和摩擦片。结构更加紧凑，驱动更加简单方便，有效减少舵机负载，利于修正弹的姿态调整，提高修正效率，使得炮弹的打击精度更高。

Description

一种基于继电器控制的弹道修正装置

技术领域

本发明专利涉及基于继电器控制的弹道修正装置，属于飞行器或修正弹用控制装置技术领域。

背景技术

传统弹药在发射出膛后，由于弹药自身缺乏弹道主动控制的能力，除了受到气象干扰之外，无法自主控制弹药在外弹道过程中的运动轨迹，因此使得传统弹药在作战中精度差、散布大、费效比高，需要消耗巨量的弹药进行地毯式地火力覆盖，才能摧毁目标。这不仅给弹药的后勤供给提出了挑战，更是大大降低了战场上机动灵活性，提高了作战风险，给作战任务造成不良影响。

现代战争多以局部战争或者反恐行动的形式发生，需要精确的外科手术式的进行打击。传统的打击方式会带来不可估量的安全问题，造成平民伤亡，同时对环境造成大量污染。上述负面因素和后果对具有弹道控制能力或精确打击能力的弹药提出了紧迫需求，也对传统弹药提出了改造升级的要求。同时，现代化战争对弹药的打击精度与低成本控制的需求日益增强，因此采用简单、有效的方式来实现弹道主动控制的修正弹应运而生，其基本原理是在原有的普通的炮弹基础上，加装弹道修正装置，对飞行中的炮弹轨迹进行主动控制，从而达到对弹丸落点可控目的。由于弹道修正弹是在普通炮弹的基础上改造而来，节省大量的研发设计和制造费用，因此是一种比较有前景的低成本制导弹药方案。目前，各国推出的二维弹道修正弹主要采用两种控制机构：脉冲发动机和鸭舵控制。对于高速旋转的飞行器或炮弹，往往是利用自身旋转来确保飞行稳定性，若要实现舵翼的速度和位置控制，按照常规办法就需要电机具有极高的转速来克服弹体的自身高旋转速度（往往超过18000转/分钟），显然具有极大的难度。

如图1所示，传统弹道修正装置具有十字鸭舵的构型，其中一组鸭翼是具有反对称的攻角，迎风飞行时会产生气动诱导的旋转力矩；另一组鸭翼具有对称攻角，可产生法向控制力改变弹体的飞行轨迹。因此，弹道修正装置安装于高旋飞行器或炮弹体，可考虑在气动诱导力矩和弹体上舵机阻尼作用下平衡或驱动旋转，鸭舵受气动力矩和舵机的综合作用大大控制姿态和速度，实现飞行弹体收到的法向力大小和方向都是可调。目前，这类背景的修正弹一般采用发电机方案，需要与之配套复杂的控制回路、负载匹配以及传动减速机构，体积和较大，对整个控制系统的集成设计和飞行特性造成不良影响。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种可用于高旋转稳定型飞行器或炮弹的弹道修正，该方案的装置在外弹道过程中依据卫星终端实现定位和弹道测量，通过控制单元计算飞行误差并发出指令，能够在弹药飞行过程中进行舵面控制并提供弹道修正力，以较低的代价和成本解决了高旋转弹体飞行时所需要的法向控制力，使传统弹药具有制导能力，提高弹药打击精度的基于继电器控制的弹道修正装置。

本发明的技术方案为：包括中空轴、舵环、电磁继电器、衔铁和摩擦片，所述中空轴的一端与弹体或飞行器连接，且另一端穿设于舵环之内，所述舵环呈空心筒状、且舵环的外壁上固定连接有一对具有反对称的攻角的鸭翼一和一对具有对称的攻角的鸭翼二；

所述舵环可旋转的套接在所述中空轴的端头处，所述衔铁可滑动的连接在舵环远离中空轴的端头处，所述摩擦片固定连接在衔铁朝向中空轴的端面上，所述电磁继电器固定连接在中空轴伸入舵环的端头处、且与摩擦片之间留有间隙。

所述舵环远离中空轴的端面上开设有若干螺纹孔，所述衔铁上开设有若干阶梯孔，所述阶梯孔与螺纹孔同轴心、且阶梯孔中容置有与螺纹孔螺纹连接的紧固螺栓；所述紧固螺栓的头部与舵环远离中空轴的端面的间距大于阶梯孔中小孔的长度，使得衔铁于舵环保持同步旋转的同时，可滑动的连接在舵环的端头处。

所述中空轴伸入舵环的端头的外壁上设有环形的限位凸起，所述限位凸起的两侧设有一对套接在中空轴外的轴承；

所述舵环套接一对所述轴承，所述舵环的内壁的两侧分别固定连接有限位环和轴承压盖，所述限位环与远离衔铁的轴承相贴合，所述轴承压盖与靠近衔铁的轴承相贴合。

所述中空轴远离舵环的一侧开设有外螺纹。

本发明专利的有益效果：采用电磁继电器替代传统舵机的电机，结构更加紧凑，驱动更加简单方便，有效减少舵机负载，利于修正弹的姿态调整，提高修正效率，使得炮弹的打击精度更高。

附图说明

图1是本发明的背景技术示意图，

图2是本发明的轴向剖视图，

图3是本发明的立体图；

图中1是中空轴，10是限位凸起，2是舵环，20是限位环，3是轴承，4是紧固螺栓，5是衔铁，6是摩擦片，7是电磁继电器，8是轴承压盖。

具体实施方式

本发明如图1-3所示，包括中空轴1、舵环2、电磁继电器7、衔铁5和摩擦片6，所述中空轴1的一端与弹体或飞行器连接，且另一端穿设于舵环2之内，所述舵环2呈空心筒状、且舵环2的外壁上固定连接有一对具有反对称的攻角的鸭翼一和一对具有对称的攻角的鸭翼二；这样，由于一对鸭翼一具有反对称的攻角，因此迎风飞行时会产生气动诱导的旋转力矩；由于一对鸭翼二具有对称的攻角，因此迎风飞行时可产生法向控制力改变弹体的飞行轨迹；

所述舵环2可旋转的套接在所述中空轴1的端头处，所述衔铁5可滑动的连接在舵环远离中空轴1的端头处，所述摩擦片6固定连接在衔铁5朝向中空轴1的端面上，所述电磁继电器7固定连接在中空轴1伸入舵环2的端头处、且与摩擦片6之间留有间隙。

所述舵环远离中空轴的端面上开设有若干螺纹孔，所述衔铁上开设有若干阶梯孔，所述阶梯孔与螺纹孔同轴心、且阶梯孔中容置有与螺纹孔螺纹连接的紧固螺栓4，所述紧固螺栓的头部与舵环远离中空轴的端面的间距大于阶梯孔中小孔的长度，使得衔铁于舵环保持同步旋转的同时，可滑动的连接在舵环的端头处。

这样，当电磁继电器不通电时，中空轴将随着弹体或飞行器做同步旋转运动，而舵环因与弹体之间由轴承隔离，从而以与中空轴相反的方向旋转，电磁继电器和摩擦片之间由于间隙的存在，而保持分离状态。

当需要调节舵环的速度和位置，以产生特定方向的气动操纵力时，可驱使电磁继电器通电，使得衔铁在吸附力的影响下朝向电磁继电器滑移，迫使摩擦片与电磁继电器接触，从而经过摩擦片、衔铁对舵环施加制动力矩，使得舵环在气动诱导力矩和制动力矩的综合作用下实现速度和位置的调节；即改变舵环的旋转状态，用于舵面的速度和位置控制，改变舵翼产生的气动力，从而调整飞行器的飞行姿态，控制飞行轨迹，达到修正飞行器轨迹的目的。

其中，通过电磁继电器与衔铁、摩擦片的吸合来产生控制力矩，以此改变舵环的旋转状态。通过改变电磁继电器中电流的通电作用时长以及电压幅值大小两种途径改变控制力矩的大小。衔铁与电磁继电器之间采用摩擦片来改良接触条件。用于连接弹体和舵机的中空轴采用中空结构，可以使得轴的内部可以穿过导线以及其他部件需要的信号线，同时有效减轻舵机系统的重量。

所述中空轴1伸入舵环2的端头的外壁上设有环形的限位凸起10，所述限位凸起10的两侧设有一对套接在中空轴1外的轴承3；

所述舵环2套接一对所述轴承3，所述舵环2的内壁的两侧分别固定连接有限位环20和轴承压盖8，所述限位环20与远离衔铁5的轴承3的背向限位凸起的一侧相贴合，所述轴承压盖8与靠近衔铁5的轴承3的背向限位凸起的一侧相贴合。从而使得其中一个轴承稳定的容置于限位凸起和限位环之间，另一个轴承则稳定容置于轴承压盖和限位凸起之间；这样，可在保证本案结构稳定性的同时，使得本案的装配、安装更为方便、高效。

所述中空轴1远离舵环2的一侧开设有外螺纹。使得中空轴通过螺纹实现与弹体或飞行器之间的稳定连接。

Claims (4)

1.一种基于继电器控制的弹道修正装置，其特征在于，包括中空轴、舵环、电磁继电器、衔铁和摩擦片，所述中空轴的一端与弹体或飞行器连接，且另一端穿设于舵环之内，所述舵环呈空心筒状、且舵环的外壁上固定连接有一对具有反对称的攻角的鸭翼一和一对具有对称的攻角的鸭翼二；

所述舵环可旋转的套接在所述中空轴的端头处，所述衔铁可滑动的连接在舵环远离中空轴的端头处，所述摩擦片固定连接在衔铁朝向中空轴的端面上，所述电磁继电器固定连接在中空轴伸入舵环的端头处、且与摩擦片之间留有间隙。

2.根据权利要求1所述的一种基于继电器控制的弹道修正装置，其特征在于，所述舵环远离中空轴的端面上开设有若干螺纹孔，所述衔铁上开设有若干阶梯孔，所述阶梯孔与螺纹孔同轴心、且阶梯孔中容置有与螺纹孔螺纹连接的紧固螺栓；所述紧固螺栓的头部与舵环远离中空轴的端面的间距大于阶梯孔中小孔的长度，使得衔铁于舵环保持同步旋转的同时，可滑动的连接在舵环的端头处。

3.根据权利要求1所述的一种基于继电器控制的弹道修正装置，其特征在于，所述中空轴伸入舵环的端头的外壁上设有环形的限位凸起，所述限位凸起的两侧设有一对套接在中空轴外的轴承；

所述舵环套接一对所述轴承，所述舵环的内壁的两侧分别固定连接有限位环和轴承压盖，所述限位环与远离衔铁的轴承相贴合，所述轴承压盖与靠近衔铁的轴承相贴合。

4.根据权利要求1所述的一种基于继电器控制的弹道修正装置，其特征在于，所述中空轴远离舵环的一侧开设有外螺纹。

Images